双曲线曲面加工技巧掌握

【任务描述】

图6-15所示零件毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为ϕ40mm×100mm，零件表面粗糙度值为Ra1.6μm，双曲线方程为X²/10²-Z²/13²=1，完成该零件的加工。

图6-15 双曲线曲面加工件

【任务目标】

知识目标：能正确运用变量功能进行宏程序的编写，掌握双曲线曲面零件宏程序的编制方法。

技能目标：能够运用宏程序加工方程曲面类零件。能够解决双曲线曲面类零件加工过程中工艺的制订、程序的编制、零件的试切对刀以及加工过程的控制和精度的保证等问题。

情感目标：严格遵守安全文明操作规程，树立安全意识，提高职业素养。

【相关知识】

1.双曲线标准方程

双曲线标准方程、图形和中心坐标见表6-16，方程中a为实半轴长，b为虚半轴长。

表6-16 双曲线标准方程、图形和中心坐标

2.双曲线数学模型处理

加工以双曲线过渡的回转零件时，一般先把工件坐标系原点偏置到双曲线的对称中心上，然后采用直线逼近（也称拟合法），即Z向分段，以0.2～0.5mm为一个步距，并把Z作为自变量，X作为Z的函数，见表6-17。

表6-17 数控车削加工双曲线段编程的变量处理表

【引导操作】

1.工作准备

（1）机床准备 选用FANUC0iMateC系统数控车床（前置式刀架）。

（2）毛坯准备 选用ϕ40mm×100mm45钢。

（3）夹具准备 选用数控车床常用夹具——自定心卡盘进行装夹。

（4）工、量具准备

1）0～150mm游标卡尺一把，用于测量内孔和长度尺寸。

2）25～50mm外径千分尺一把，用于测量25～50mm外圆直径尺寸。(www.xing528.com)

3）0～200mm金属直尺一把，用于测量工件长度。

2.零件图识读

图6-16所示零件在车削加工中，零件的尺寸精度要求高，且总体结构包括圆弧面、圆柱面和双曲线等。

在数控车削加工中，该零件重要的径向加工部位有ϕ36mm、ϕ30mm（圆柱面表面粗糙度值为Ra1.6μm）和SR10mm半圆柱面（表面粗糙度值为Ra1.6μm），其他表面粗糙度值为Ra1.6μm，轴向尺寸均以右端面为基准。

图6-16 零件实体图

3.加工工艺

（1）加工方案 使用自定心卡盘夹持零件毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度，综合考虑车断、刀宽、卡盘限位等因素，零件应伸出卡盘总长75mm左右。零件轴向定位基准均选择在外圆柱段的左端外圆表面，以体现定位基准是轴的中心线。以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。

（2）加工工艺路线 粗车零件外轮廓→精车零件外轮廓，并用千分尺保证尺寸精度要求→车断工件→调头加工总长→检测、校核。

1）工序卡片见表6-18。

表6-18 工序卡片

2）刀具卡片见表6-5。

4.程序编制

工件坐标系原点选择在工件右端面中心处，双曲线方程为X²/10²-Z²/13²=1，实半轴a=10mm，虚半轴b=13mm，定义Z为自变量Z[14.534，-14.534]，因变量为X，把工件坐标系偏离到双曲线对称中心上，即#1-32.534。

根据前面的工艺分析和参数等的学习，所编的数控加工程序见表6-19。

表6-19 加工程序

（续）

【应用训练】

在规定时间内完成图6-17所示工件的工艺分析、编程与加工，并对加工零件进行自检。双曲线方程为X²/10²-Z²/10²=1。

图6-17 应用训练